INFLUENCE OF Ar/He RATIO ON PLASMA COMPOSITION AND SILICON ETCHING KINETICS IN CF4- AND C4F8- BASED TERNARY MIXTURES

Authors:
Open Access
Publisher website
Google Scholar
Abstract
Проведено исследование электрофизических параметров плазмы, состава газовой фазы и кинетики реактивно-ионного травления кремния в смесях CF4 + Ar/He и C4F8 + Ar/He с переменным содержанием инертных компонентов. При совместном использовании диагностики плазмы (зонды Лангмюра, оптическая эмиссионная спектроскопия) и моделирования кинетики плазмохимических процессов а) выявлены механизмы влияния соотношения Ar/He на концентрации активных частиц (атомов фтора, полимеробразующих радикалов и положительных ионов), формирующих брутто-результат взаимодействия плазмы с обрабатываемой поверхностью; б) разделены вклады физической и химической составляющих скорости травления; и в) проведен анализ механизма травления в приближении эффективной вероятности взаимодействия. Показано, что общими тенденциями при замещении аргона на гелий в обеих смесях являются снижение температуры и концентрации электронов, уменьшение степеней диссоциации многоатомных частиц, приводящее к аналогичному изменению концентраций менее насыщенных фторуглеродных радикалов и атомов фтора, а также снижение скорости травления кремния, обусловленное изменением кинетики гетерогенной реакции Si + xF → SiFx. Изменение эффективной вероятности этой реакции с ростом доли гелия в смеси согласуется со снижением полимеризационной способности в смеси CF4 + Ar/He, но противоречит росту полимеризационной способности в плазме C4F8 + Ar/He. Сделано предположение, что причиной последнего эффекта служит увеличение (по сравнению с величиной, определяемой концентрацией атомов фтора в плазме) потока атомов фтора на границе полимер/кремний. Причиной этого служит генерация атомов фтора в слое полимера увеличивающейся толщины за счет дефторирования под действием ионной бомбардировки. Для цитирования: Ефремов А.М., Бетелин В.Б., Kwon K.-H. Влияние соотношения Ar/He на состав плазмы и кинетику травления кремния в CF4- и C4F8- содержащих трехкомпонентных смесях. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 6. С. 41-51. DOI: 10.6060/ivkkt.20256806.7181.

This publication has 21 references indexed in Scilit: